close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14894

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.10.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
H 03C 7/02
(2006.01)
ФОРМИРОВАТЕЛЬ СВЧ-СИГНАЛОВ
С ИЗВЕСТНЫМИ ИНДЕКСАМИ МОДУЛЯЦИЙ
(21) Номер заявки: a 20071170
(22) 2007.09.27
(43) 2009.04.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники" (BY)
(72) Авторы: Дзисяк Андрей Богданович;
Гусинский Александр Владимирович; Кострикин Анатолий Михайлович (BY)
BY 14894 C1 2011.10.30
BY (11) 14894
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники" (BY)
(56) БЕЛЬСКИЙ А.Я. и др. Доклады БГУИР. 2003. - Т.1. - № 2. - С. 9.
US 2903652, 1959.
US 4355289, 1982.
(57)
Формирователь СВЧ-сигналов с известными индексами модуляций, содержащий
направленный ответвитель, вход первичного канала которого является входом формирователя, вход вторичного канала соединен с согласованной нагрузкой, выход вторичного
канала через первый регулируемый аттенюатор, вентиль, балансный амплитудный модулятор и регулируемый фазовращатель соединен со вторым входом СВЧ-сумматора, выход
которого является выходом формирователя; генератор модулирующего напряжения, выход которого соединен с модулирующим входом балансного амплитудного модулятора,
второй регулируемый аттенюатор, вход которого соединен с выходом первичного канала
направленного ответвителя, а выход - с первым входом СВЧ-сумматора, причем первый и
второй регулируемые аттенюаторы являются высокоточной мерой воспроизведения
ослабления; вход первичного канала направленного ответвителя выполнен с возможностью подключения малошумящего СВЧ-генератора при градуировке формирователя, выход СВЧ-сумматора выполнен с возможностью подключения последовательно
соединенных СВЧ амплитудного детектора, нагрузочного резистора и вольтметра переменного тока для установки показаний регулируемого фазовращателя, обеспечивающих
выполнение условий амплитудной или угловой модуляции СВЧ-сигнала на первом этапе
градуировки, или СВЧ-ваттметра для определения параметров модуляции при использовании метода замещения на втором этапе градуировки.
Фиг. 1
BY 14894 C1 2011.10.30
Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах и может быть
использовано при калибровке измерителей флуктуаций СВЧ-сигналов.
Известен формирователь СВЧ-сигналов с известным индексом амплитудной модуляции [1], содержащий генератор модулирующего напряжения, амплитудный модулятор;
при градуировке к выходу формирователя подключено устройство для анализа СВЧспектра, содержащее смеситель, гетеродин, усилитель промежуточной частоты, анализатор спектра сигналов промежуточной частоты, а ко входу - малошумящий СВЧ-генератор.
Однако данный формирователь обладает существенными недостатками: его невозможно использовать при калибровке измерителя флуктуаций СВЧ-сигналов в режимах
измерения частотных, вносимых фазовых флуктуаций по известному индексу угловой модуляции СВЧ-сигнала и точность воспроизведения с его помощью индекса амплитудной
модуляции СВЧ-сигнала существенно ограничена из-за невысокой точности устройства
для анализа СВЧ-спектра.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому формирователю является
выбранный в качестве прототипа формирователь (в прототипе он назван блоком модуляции) [2], который содержит направленный ответвитель, вход первичного канала которого
является входом формирователя, а выход соединен с первым входом СВЧ-сумматора;
вход вторичного канала направленного ответвителя соединен с согласованной нагрузкой,
а выход через регулируемый аттенюатор, вентиль, балансный амплитудный модулятор,
регулируемый фазовращатель соединен со вторым входом СВЧ-сумматора, выход которого является выходом формирователя; к модулирующему входу балансного амплитудного
модулятора подключен генератор модулирующего напряжения; при градуировке формирователя к его выходу подключен СВЧ-анализатор спектра, а ко входу - малошумящий
СВЧ-генератор.
Недостатком прототипа является невысокая точность воспроизведения с его помощью
индексов амплитудной и угловой модуляций СВЧ-сигналов, которая ограничена из-за невысокой точности СВЧ-анализатора спектра.
Задача изобретения - повышение точности воспроизведения с помощью формирователя СВЧ-сигналов с известными индексами амплитудной и угловой модуляций.
Задача достигается тем, что известный формирователь СВЧ-сигналов с известными
индексами модуляций, содержащий направленный ответвитель, вход первичного канала
которого является входом формирователя; вход вторичного канала направленного ответвителя соединен с согласованной нагрузкой, а выход через первый регулируемый аттенюатор, вентиль, балансный амплитудный модулятор, регулируемый фазовращатель
соединен со вторым входом СВЧ-сумматора, выход которого является выходом формирователя; к модулирующему входу балансного амплитудного модулятора подключен генератор модулирующего напряжения; при градуировке ко входу формирователя подключен
малошумящий СВЧ-генератор, отличающийся тем, что введен второй регулируемый аттенюатор, который, как и первый регулируемый аттенюатор, является высокоточной мерой
воспроизведения ослабления; вход второго регулируемого аттенюатора соединен с выходом первичного канала направленного ответвителя, а выход - с первым входом СВЧсумматора; градуировка формирователя состоит из двух этапов, при этом на первом этапе
к его выходу подключены последовательно соединенные СВЧ-амплитудный детектор,
нагрузочный резистор и вольтметр переменного тока для установки таких показаний регулируемого фазовращателя, чтобы выполнялись условия амплитудной или угловой модуляции СВЧ-сигнала, а на втором этапе - СВЧ-ваттметр для определения параметров
модуляции при использовании метода замещения.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый формирователь
отличается наличием нового функционального узла - второго регулируемого аттенюатора,
а также дополнительными функциональными связями формирователя.
2
BY 14894 C1 2011.10.30
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что
в существующих формирователях точность воспроизведения индексов амплитудной и угловой модуляций СВЧ-сигналов ограничены из-за невысокой точности используемых при
градуировке СВЧ-анализаторов спектра. Анализ метрологических характеристик современных анализаторов спектра СВЧ диапазона длин волн (Agilent E4407B, E4448A, 856EC,
Rohde&Schwartz FSEK 30, FSP 40, Advantest R3182, Wiltron 360 и других) показал, что погрешности измерений уровней гармоник спектра СВЧ-сигнала в диапазоне частот 2578 ГГц составляют не более ± (3,1-4,5) дБ, а в диапазоне частот 78-118 ГГц - ± (3,8-5,2) дБ.
В заявляемом формирователе благодаря использованию высокоточных мер воспроизведения ослабления регулируемых поляризационных аттенюаторов, имеющих погрешность
воспроизведения ослабления не более ± (0,1-0,9) дБ в диапазоне частот 25-53 ГГц и
± (0,25-2,5) дБ в диапазоне частот 53-178 ГГц, а также тому, что вместо прямой градуировки формирователя по показаниям СВЧ-анализатора спектра реализуют градуировку с
использованием метода замещения при применении СВЧ-ваттметра (он выступает в этом
случае не как средство измерения, а как индикаторное устройство), удается повысить точность воспроизведения индексов модуляции в 2-3 раза.
На фиг. 1 приведена структурная схема формирователя, на фиг. 2 - структурная схема,
собираемая при определении условий формирования амплитудной или угловой модуляций, на фиг. 3 - структурная схема, собираемая при определении параметров модуляции.
Структурная схема формирователя (фиг. 1) содержит направленный ответвитель 1;
второй регулируемый аттенюатор 2; СВЧ-сумматор 3; согласованную нагрузку 4; первый
регулируемый аттенюатор 5; вентиль 6; балансный амплитудный модулятор 7; регулируемый фазовращатель 8; генератор модулирующего напряжения 9.
Структурная схема, собираемая при определении условий формирования амплитудной
или угловой модуляций (фиг. 2), содержит формирователь 10; малошумящий СВЧгенератор 11; амплитудный СВЧ-детектор 12; нагрузочный резистор 13; вольтметр переменного тока 14.
Структурная схема, собираемая при определении параметров модуляции (фиг. 3), содержит формирователь 10; малошумящий СВЧ-генератор 11; СВЧ-ваттметр 15.
Формирователь СВЧ-сигналов с известными индексами модуляции (фиг. 1) содержит
СВЧ направленный ответвитель 1, вход первичного канала которого является входом
формирователя, а выход через второй регулируемый аттенюатор 2 соединен с первым
входом СВЧ-сумматора 3; выход вторичного канала направленного ответвителя 1 через
первый регулируемый аттенюатор 5, вентиль 6, балансный амплитудный модулятор 7,
регулируемый фазовращатель 8 соединен со вторым входом СВЧ-сумматора 3, выход которого является выходом формирователя; к модулирующему входу балансного амплитудного модулятора 7 подключен генератор модулирующего напряжения 9.
Формирователь работает следующим образом.
Методика градуировки формирователя состоит из двух этапов. На первом этапе необходимо установить показания фазовращателя 8 (фиг. 1), при которых выполняются условия формирования амплитудной или угловой модуляции СВЧ-сигнала. При амплитудной
модуляции СВЧ-сигнала после амплитудного детектора 12 напряжения боковых модуляционных составляющих суммируются на нагрузочном резисторе 13 (фиг. 2), а при угловой
модуляции - компенсируют друг друга. Ко входу формирователя 10 подключается малошумящий СВЧ-генератор 11, а к выходу - последовательно соединенные амплитудный
СВЧ-детектор 12, нагрузочный резистор 13, вольтметр переменного тока 14. На модулирующий вход балансного амплитудного модулятора 7 подается максимальное напряжение
с выхода генератора модулирующего напряжения 9. Регулируя фазовый сдвиг фазовращателя 8, добиваются максимального показания вольтметра 14. Показание фазовращателя 8
ϕ1 будет соответствовать условию формирования амплитудной модуляции СВЧ-сигнала.
Регулируя фазовый сдвиг фазовращателя 8, добиваются минимального показания вольт3
BY 14894 C1 2011.10.30
метра 14. Показание фазовращателя 8 ϕ2 будет соответствовать условию формирования
угловой модуляции СВЧ-сигнала.
На втором этапе градуировки к выходу формирователя 10 подключается СВЧваттметр 15 (фиг. 3) и определяются параметры модуляции при использовании метода замещения. На фазовращателе 8 устанавливается показание ϕ1, соответствующее условию
формирования амплитудной модуляции СВЧ-сигнала. На модулирующий вход балансного амплитудного модулятора 7 подается максимальное напряжение с выхода генератора
модулирующего напряжения 9. На аттенюаторе 2 устанавливается максимальное вносимое ослабление несущей СВЧ-сигнала, а на аттенюаторе 5 - минимальное вносимое
ослабление сигналов боковых модуляционных составляющих СВЧ-сигнала 0 дБ (степень
подавления несущей в балансном амплитудном модуляторе 7 составляет не менее (25-30)
дБ). Фиксируется показание СВЧ-ваттметра 15 Pk. Далее, на аттенюаторе 5 устанавливается максимальное вносимое ослабление сигналов боковых модуляционных составляющих
СВЧ-сигнала, а на модулирующий вход балансного амплитудного модулятора 7 прекращают подачу модулирующего напряжения (уменьшают его значение до нулевого уровня).
На аттенюаторе 2 устанавливают такое вносимое ослабление несущей СВЧ-сигнала A2К (в
дБ), при котором показание СВЧ-ваттметра 15 также будет равно Pk. Значение A2К фиксируется. Таким образом, при наличии модулирующего напряжения на модулирующем входе балансного амплитудного модулятора 7, вносимых ослаблениях аттенюатора 50 дБ и
аттенюатора 2 A2K воспроизводится амплитудно-модулированный СВЧ-сигнал, имеющий
равные по амплитуде несущую и боковые модуляционные составляющие СВЧ-сигнала.
Воспроизведение СВЧ-сигналов с известными индексами модуляции осуществляется
следующим образом.
При выставленном показании фазовращателя 8 ϕ1 (условие формирования амплитудной модуляции СВЧ-сигнала), вносимых ослаблениях аттенюатора 5 A1 (в дБ) и аттенюатора 2 A2 (в дБ) индекс амплитудной модуляции СВЧ-сигнала mAM.K определяется из
формулы:
A 2 − A 2 k − A1
20
.
= 10
m AMK
При выставленном показании фазовращателя 8 ϕ2 (условие формирования угловой
модуляции СВЧ-сигнала), вносимых ослаблениях аттенюатора 5 A1 и аттенюатора 2 A2
индекс угловой модуляции СВЧ-сигнала mУM.K в радианах определяется из формулы:
 A 2 − A 2 k − A1 
.
20
m УM.K = arctg10




Точность воспроизведения индексов модуляции СВЧ-сигнала определяется, главным
образом, точностью воспроизведения вносимых ослаблений с помощью высокоточных
поляризационных аттенюаторов 2 и 5.
Предлагаемый формирователь реализован в НИЛ 1.9 "Научно-исследовательская лаборатория аппаратуры и устройств СВЧ Учреждения образования "Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники" для измерителя флуктуации
MNM 78-118. Диапазон рабочих частот - (78,33-118,1) ГГц. В формирователе используются два высокоточных поляризационных аттенюатора АП-20, имеющих диапазон воспроизводимого ослабления (0-50) дБ с погрешностью не более ± 0,25 дБ в диапазоне 0-5 дБ
и ± 0,05⋅А, где А - значение воспроизводимого ослабления в диапазоне 5-50 дБ.
Источники информации:
1. Горелов А.И. и др. Об измерении малых коэффициентов амплитудной модуляции на
сверхвысоких частотах. Вопросы радиоэлектроники: Сер. РИТ. Вып.2, 1965. - С. 78-85.
4
BY 14894 C1 2011.10.30
2. Измеритель флуктуаций импульсных сигналов СВЧ CK3-19. Техническое описание и
инструкция по эксплуатации. EEI. 406.007TO.
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
92 Кб
Теги
by14894, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа